海冰高光谱辐射测量控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种海冰高光谱辐射测量控制系统及其控制方法，该控制系统包括保温箱体、设于箱体内的多个CCD传感器及CPU主板；多个CCD传感器，分别采集来自外界多个传感器探头的传感信号，并调整积分时间，对传感信号进行积分转换成数字信号；CPU主板，接收CCD传感器的数字信号并进行保存处理，并根据传感信号的强弱实时调整CCD传感器采集传感信号的最佳积分时间。本发明能实现多个通道的同时测量且能适应在野外极端低温的环境下稳定工作。

主权项

一种海冰高光谱辐射测量控制系统，其特征在于，包括保温箱体、设于箱体内的多个CCD传感器及CPU主板；多个CCD传感器，分别采集来自外界多个传感器探头的传感信号，并调整积分时间，对传感信号进行积分转换成数字信号；CPU主板，接收CCD传感器的数字信号并进行保存处理，并根据传感信号的强弱实时调整CCD传感器采集传感信号的最佳积分时间；所述多个传感器探头分别为用于测量天空下行辐照度的第一辐照度探头、用于测量冰面反射辐照度的第二辐照度探头和用于测量通过冰层的辐照度的第三辐照度探头；根据传感信号的码值与积分时间成线性关系：DN＝K×t+B                (1)其中DN为码值，t为积分时间，K、B分别为线性关系的斜率和截距，设CCD传感器采集传感信号的波长范围[a，b]，此波段共有2048个像素，将此波段分为2048个等分，数字信号码值范围为0～16500，对传感信号进行数据采集，三个传感信号各自采集2048个数：TD1[0]～TD1[2047]、TD2[0]～TD2[2047]和TD3[0]～TD3[2047]，TD1[n]、TD2[n]、TD3[n]分别代表三个传感器信号第n段上的码值；找出这三个传感信号数据的最大值TD1[n1]max、TD2[n2]max和TD3[n3]max；判断这三个最大值是否超过15000，如果超过，则将对应传感信号的积分时间t设为之前的一半，然后再进行测量，找出其中的最大值用于判断，循环这个操作，直至三个传感信号所测量的最大码值均小于15000，程序记录下三个传感信号的最大码值TD1[n1]max、TD2[n2]max和TD3[n3]max，及对应的积分时间T1、T2和T3；接下来将三个传感信号的积分时间t设定为3ms进行测量，在所测量的值中找出三个传感信号数组序号n1、n2和n3所对应的码值TD13ms[n1]、TD23ms[n2]和TD33ms[n3]；将以上两组数据代入方程(1)得：TD1[n1]max＝K1×T1+B1               (2)TD13ms[n1]＝K1×3+B1                (3)通过解由(2)和(3)所组成的方程组即可以得出第一传感信号线性关系的斜率K1和截距B1，同样的方法可以得到第二传感信号与第三传感信号的斜率和截距；设定码值TD1＝16500*90％，根据已知的斜率K1和截距B1代入方程(1)，即可以求出对应外界环境的第一传感信号积分时间T1： T 1 = 16500 * 90 % - B 1 K 1 - - - ( 4 ) .